高速PCB阻抗設計阻抗控制內參

time : 2022-05-07 10:54       作者:凡億pcb

為保證信號傳輸質量、降低EMI干擾、通過相關的阻抗測試認證,需要對PCB關鍵信號進行阻抗匹配設計。本設計指南是綜合常用計算參數、電視機產品信號特點、PCB Layout實際需求、SI9000軟件計算、PCB供應商反饋信息等,而最終得出此推薦設計。適用于大部分PCB供應商的制程工藝標準和具有阻抗控制要求的PCB板設計。
pcb板設計
一、 PCB雙面板阻抗設計
100歐姆差分阻抗推薦設計
①、包地設計:線寬、間距 7/5/7 mil
地線寬度≥20mil
信號與地線距離6mil,每400mil內加接地過孔;
②、不包地設計:線寬、間距 10/5/10mil
差分對與對之間距離≥20mil(特殊情況不能小于10mil)
建議整組差分信號線外采用包地屏蔽,差分信號與屏蔽地線距離≥35mil
(特殊情況不能小于20mil)。
90歐姆差分阻抗推薦設計
①、包地設計:
線寬、間距 10/5/10mil
地線寬度≥20mil
信號與地線距離6mil或5mil,每400mil內加接地過孔;
②、不包地設計:
線寬、間距 16/5/16mil
差分對與對之間距離≥20mil
建議整組差分信號線外采用包地屏蔽,差分信號與屏蔽地線距離≥35mil
(特殊情況不能小于20mil)。
要領:優先使用包地設計,走線較短并且有完整地平面可采用不包地設計;
計算參數:板材FR-4,板厚1.6mm+/-10%,板材介電常數4.4+/-0.2,銅厚1.0盎司(1.4mil)
阻焊油厚度 0.6±0.2mil,介電常數 3.5+/-0.3
二、 PCB四層板阻抗設計
100歐姆差分阻抗推薦設計
線寬、間距 5/7/5mil
差分對與對之間距離≥14mil(3W準則)
注:建議整組差分信號線外采用包地屏蔽, 差分信號與屏蔽地線距離≥35mil (特殊情況不能小于20mil)。
90歐姆差分阻抗推薦設計
線寬、間距 6/6/6mil
差分對與對之間距離≥12mil(3W準則)
要領:在差分對走線較長情況下,USB的差分線建議兩邊按6mil的間距包地以降 低EMI風險(包地與不包地,線寬線距標準一致)。
計算參數:板材FR-4,板厚1.6mm+/-10%,板材介電常數4.4+/-0.2,銅厚1.0盎司(1.4mil)
半固化片(PP) 2116(4.0-5.0mil),介電常數4.3+/-0.2
阻焊油厚度 0.6±0.2mil,介電常數 3.5+/-0.3
疊層結構:
絲印層
阻焊層
銅皮層
半固化片
覆銅基板
半固化片
銅皮層
阻焊層
絲印層
三、 PCB六層板阻抗設計
六層板疊層結構針對不同的場合會有不同,本指南只對比較常見的疊層(見圖 2)進行了設計推薦,后面的推薦設計都是以圖2的疊層下得到的數據。
外層走線的阻抗設計與四層板相同因內層走線一般情況下比表層走線多了個平面層,電磁環境與表層不同以下是第三層走線阻抗控制建議(疊層參考圖4)
100歐姆差分阻抗推薦設計
線寬、間距 6/10/6 mil
差分對與對之間距離≥20mil(3W準則);
90歐姆差分阻抗推薦設計
線寬、線距 8/10/8 mil
差分對與對之間距離≥20mil(3W準則);
計算參數:板材FR-4,板厚1.6mm+/-10%,板材介電常數4.4+/-0.2,銅厚1.0盎司(1.4mil)
半固化片(PP) 2116(4.0-5.0mil),介電常數4.3+/-0.2
阻焊油厚度 0.6±0.2mil,介電常數 3.5+/-0.3
疊層結構:
頂層絲印
阻焊層
銅皮層
半固化片
覆銅基板
半固化片
覆銅基板
半固化片
銅皮層
阻焊層
底層絲印
四、 六層以上PCB電路板,請按相關的規則自行設計或咨詢相關人員確定疊層結構及走線方案。
五、 因特殊情況有其他阻抗控制需求,請自行計算或者咨詢相關人員以確定設計方案
注:①、影響阻抗的情況較多,需要阻抗控制的PCB仍需要在PCB設計資料或樣板單中標 明阻抗控制要求;
②、100歐姆差分阻抗主要用于HDMI、LVDS信號,其中HDMI需要通過相關認證是強制要求;
③、90歐姆差分阻抗主要用于USB信號;
④、單端50歐姆阻抗主要用于DDR部分信號,鑒于DDR顆粒大部分采用內部調節匹配阻抗設計,設計以方案公司提供Demo板為參考,本設計指南不作推薦;
⑤、單端75歐姆阻抗主要用于模擬視頻輸入輸出,在線路設計上都有一顆75歐姆的電阻對地電阻進行了匹配,所以在PCB Layout中不需要再進行阻抗匹配設計,但需要注意線路中的75歐姆接地電阻應靠近端子引腳放置。
常用PP
阻焊油厚:0.6±0.2mil Cer=3.5+/-0.3
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PCB layout設計
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